JPH0646112U - ボイラの水位制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水管過熱の防止、適正水位帯の設定の容易
化、ポンプの発停回数の低減、水位制御器の燃焼負荷対
応電極が故障した場合でも水管過熱を生ずること無く運
転を継続できるようにすること。 【構成】 セパレータ及び下部管寄せ間に連通接続され
る第１水位制御器内の低、中、高の水位を検出するよう
に設けられる第１水位検出手段、第２水位検出手段及び
第３水位検出手段と、上部管寄せ及び下部管寄せ間に連
通接続される第２水位制御器内の所定水位を検出する第
４水位検出手段とを具備し、第１水位検出手段のＯＦＦ
によりポンプをＯＮし、第２水位検出手段のＯＮにより
ポンプをＯＦＦして缶内水位を制御し、第１水位検出手
段の不良検出時第２水位検出手段によってポンプをＯＮ
−ＯＦＦ制御し、第２水位検出手段の不良検出時第１水
位検出手段によりポンプをＯＮ−ＯＦＦ制御し、第４水
位検出手段のＯＦＦによりポンプをＯＮし、第３水位検
出手段のＯＮによりポンプをＯＦＦすると共にブロー弁
を開放することを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、貫流式小型ボイラ等のボイラの水位制御装置に関し、特に低燃焼 及び高燃焼対応型（熱負荷対応型）の水位制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の貫流式ボイラの水位制御方式としては、貫流式ボイラのタイプに応じて 次の２種類が知られている。一つの方式は図３に示す円筒状缶体１を有するボイ ラに適したもので、缶体１の上部管寄せ２と下部管寄せ３とに連通接続される水 位制御器４内にそれぞれ前記水位制御器４内の所定の低、中、高の水位を検出す るように低水位遮断用の第４水位検出電極Ｌ、給水ポンプ５のＯＮ制御用の第１ 水位検出電極Ｍ、給水ポンプ５のＯＦＦ制御用の第２水位検出電極Ｓを設け、缶 体１内に起動時の缶内水位を所定の水位に引き上げる為の第３水位検出電極Ｄを 設け、低燃焼時には第３水位検出電極Ｄが作動（低燃焼時以外にも作動可能）す ることで低燃焼時の水管過熱防止を行ない熱負荷対応型の水位制御を行うもので ある（従来例１）。 又、別の方式は、図４に示す角型缶体６を有するボイラに適したもので、上部 管寄せ７及び下部管寄せ８間に連通接続するセパレータ10と下部管寄せ８との間 に水位制御器11を設け、この水位制御器11内に低水位遮断用の第４水位検出電極 Ｌ、給水ポンプ12のＯＮ制御用の第１水位検出電極Ｍ、給水ポンプ12のＯＦＦ制 御用の第２水位検出電極Ｓを設け、上部管寄せ７とセパレ−タ10との間の配管13 の蒸気流の圧力損失が低燃焼時と高燃焼時とで異なることを利用して、熱負荷対 応型の水位制御を行う。そして、水管過熱保護の為に上部管寄せ７及び下部管寄 せ８間に設けた水位制御器14内に挿設するものである（従来例２）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記の従来例１によれば、水位制御変更幅が狭い為に、低燃焼時の第３水位検 出電極Ｄの依存度が高くなりこの電極が故障したときには水管過熱を生じる恐れ がある、適正水位帯の設定が困難、ポンプの発停回数が多い等の課題がある。 又、従来例２によれば、従来例１の欠点を解決できるものの第１水位検出電極 Ｍ及び第２水位検出電極Ｓの不良時、適正な水位制御が行えないという課題があ る。 本考案は、これらの課題を解決することを目的としてなされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上部管寄せ21及び下部管寄せ22間に略垂直の水管23を接続した缶 体20と、前記上部管寄せ21及び下部管寄せ22間に連通接続されるセパレータ28と 、セパレ−タ28及び下部管寄せ22間に連通接続される第１水位制御器31と、前記 上部管寄せ21及び下部管寄せ22間に連通接続される第２水位制御器32と、前記水 管23を少なくとも高燃焼と低燃焼とに加熱するバーナ24と、前記缶体20に水を供 給するポンプ25と、ブロー弁27を介設し缶体20内の缶水を排水するブロー配管26 を備える蒸気ボイラにおいて、それぞれ前記第１水位制御器31内の所定水位を検 出するように設けられる第１水位検出手段Ｍと、この第１水位検出手段Ｍよりも 高い所定の水位を検出する第２水位検出手段Ｓと、この第２水位検出手段Ｓより も高い所定の水位を検出し冷態起動時の水無し検出時前記ポンプ25をＯＮし、水 有り検出により前記ポンプ25をＯＦＦすると共に前記ブロー弁27を開放する第３ 水位検出手段Ｄと、前記第２水位制御器32内の所定水位を検出し水無しを検出し た際にポンプ25をＯＮする第４水位検出手段Ｌとを具備し、前記第１水位検出手 段Ｍの水無し検出に基づいて前記ポンプ25をＯＮし、前記第２水位検出手段Ｓの 水有り検出に基づいて前記ポンプ25をＯＦＦして前記缶体20内水位を所定の水位 幅に制御する主水位制御手段と、前記第１水位検出手段Ｍの不良検出手段により 不良が検出された時前記第２水位検出手段Ｓによって前記ポンプ25をＯＮ−ＯＦ Ｆ制御し、前記第２水位検出手段Ｓの不良検出手段により不良が検出された時前 記第１水位検出手段Ｍにより前記ポンプ25をＯＮ−ＯＦＦ制御すると第１補助水 位制御手段と、前記第４水位検出手段Ｌの水無し検出により前記ポンプ25をＯＮ し、前記第３水位検出手段Ｄの水有り検出により前記ポンプ25をＯＦＦすると共 に前記ブロー弁27を開放する第２補助水位制御手段とを有することを特徴とする ものである。

【０００５】

【作用】

この考案によれば、給水ポンプ25は第１水位検出電極ＭによりＯＮされ、第２ 水位検出電極ＳによりＯＦＦされるが、上部管寄せ21とセパレ−タ30との間の配 管29の蒸気流の圧力損失が低燃焼時と高燃焼時とで異なるので、缶体20内水位は 低燃焼時高く、高燃焼時低く制御される。第１水位検出手段Ｍの不良時には第２ 水位検出手段Ｓによってバックアップされポンプ25が制御され、第２水位検出手 段Ｓの不良時には第１水位検出手段Ｍによってバックアップされポンプが制御さ れる。このバックアップ制御時、水位が異常に低下すると第４水位検出手段Ｌに よってポンプ25がＯＮされ、水管過熱の防止がなされ、水位が異常に上昇すると 、第３水位検出手段Ｄによってポンプ25が停止されると共にブロー弁27が開放さ れるので、乾き度を余り低下させることのない水位制御がなされる。

【０００６】

【実施例】

以下、この考案の具体的な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図面に示 す実施例は一例として、角型貫流型のボイラについて図示したもので、図１は、 この考案の一実施例の概略を示す説明図である。

【０００７】 図１において、20は長手方向（燃焼火炎及び燃焼ガスが流れる方向Ａ）に沿う 方向の両側面を覆う缶体カバー（図示しない）を外した状態の角型缶体で、上部 管寄せ21及び下部管寄せ22間に多数の略垂直の水管23、23を長手方向に複数列、 短手方向（紙面に垂直な方向）に複数列連通接続し、長手方向一側端に平面燃焼 バーナ等のバーナ24を設け、他側端から燃焼ガス排出するよう構成している。25 は缶体20内に給水する給水用ポンプである。 26は下部管寄せ22に接続したブロー配管で、途中に電磁式ブロー弁27を設けて いる。

【０００８】 28は管寄せ21、22間に蒸気取り出し配管29、降水管30によって連通接続したセ パレータ、31はセパレータ28と下部管寄せ22との間に連通接続した筒状第１水位 制御器で、それぞれの検出端が水位制御器31内の所定の低、中、高の水位を検出 するように第１、第２、第３水位検出電極Ｍ、Ｓ、Ｄを挿設している。第１水位 検出電極Ｍは水無し検出に基づいて給水ポンプ26をＯＮ（起動）し、第２水位検 出電極Ｓは水有り検出に基づいてポンプ25をＯＦＦ（停止）する。

【０００９】 32は一端を上部管寄せ21上部に、他端を下部管寄せ22下部に連通接続した筒状 第２水位制御器で、他端の連通接続の態様としては図示の如くセパレータ28下部 に接続しても良いし、降水管30又は下部管寄せ22に直接接続してもよい。この第 ２水位制御器32内には水無しを検出した際にポンプ25をＯＮする第４水位検出電 極Ｌを挿設する。バーナ24の燃焼をインターロック状態に停止する低水位燃焼遮 断用水位検出電極（図示しない）は第４水位検出電極Ｌと別個に設けるが、第４ 水位検出電極Ｌの水無し検出から所定時間後にバーナ24の燃焼をインターロック 状態に停止することで第４水位検出電極Ｌに低水位燃焼遮断用水位検出電極の機 能を兼ねさせても良い。

【００１０】 33は、マイクロコンピュータ等で構成される主制御器で、予め記憶された処理 手順に従い、操作器34、第１、第２、第３、第４水位検出電極Ｍ、Ｓ、Ｄ、Ｌ、 等からの信号を入力し、バーナ24の燃焼状態を制御すると共に、ポンプ25を制御 し缶体内水位制御を行う。 この缶体内水位制御には上記の第１水位検出電極Ｍと第２水位検出電極Ｓによ る給水ポンプ25のＯＮ−ＯＦＦ制御（主水位制御）と、次に説明する冷態時起動 制御と第１、第２水位検出電極Ｍ、Ｓのバックアップ制御（補助水位制御）を含 む。

【００１１】 冷態時起動制御は、冷態起動時第２水位検出電極Ｓの水有り検出によってポン プ25をＯＦＦすることなく、第３水位検出電極Ｄの水有り検出によってポンプ25 をＯＦＦすると共に、同時にブロー弁27を所定時間開放した後、閉止するもので ある。このブロー弁27の閉止のタイミングはこれに限らず、第２水位検出電極Ｓ が水無しを検出した時であっても良い。尚、ブローを開始する条件としてバーナ 24の燃焼しているかどうかを確認し、燃焼中の場合のみ、ブローを開始するよう 構成することが望ましい。この場合、缶体20内圧力が高い状態でブローが確実に 行われる。

【００１２】 バックアップ制御は、第１水位検出電極Ｍ不良時の第２水位検出電極Ｓによる バックアップと、第２水位検出電極Ｓ不良時の第１水位検出電極Ｍによるバック アップとからなる第１補助水位制御と第４水位検出電極Ｌと第３水位検出電極Ｄ とによる第２補助水位制御とを含む。 第１補助水位制御は、第１水位検出電極Ｍの不良を判定する手段により不良と 判定した時は第２水位検出電極Ｓの検出端を中心とするタイミングによるＯＮ− ＯＦＦ制御、例えば第２水位検出電極Ｓの水有り検出でポンプをＯＦＦし、水無 し検出から所定時間後にポンプをＯＦＦする制御に移行し、第１水位検出電極Ｍ のバックアップを行う。尚、第１水位検出電極Ｍの不良を判定する手段としては 例えば第２水位検出電極Ｓの水無し検出から所定時間後に第１水位検出電極Ｍが 水無しを検出しない場合に不良と判定する手段でも良いし、第２水位検出電極Ｓ の水無し検出後、第１水位検出電極Ｍの水無し検出を経ることなく第４水位検出 電極Ｌが水無しを検出した場合不良と判定する判定手段でもよい。 又、第２水位検出電極Ｓの不良を判定する手段により不良と判定した時は第１ 水位検出電極Ｍの検出端を中心とするタイミングによるＯＮ−ＯＦＦ制御、例え ば第１水位検出電極Ｍの水無し検出でポンプをＯＮし、水有り検出から所定時間 後にポンプをＯＮする制御に移行して、第２水位検出電極Ｍのバックアップを行 う。尚、第２水位検出電極Ｓの不良を判定する手段としては例えば第２水位検出 電極Ｓの水有り検出の状態で第１水位検出電極Ｍが水有り検出から水無し検出へ 変化したとき不良と判定する手段を用いるが、これに限らず第１水位検出電極Ｍ の水有り検出から所定時間後に第２水位検出電極Ｓが水有りを検出しない場合に 不良と判定する手段、又は第１水位検出電極Ｍの水有り検出後、第２水位検出電 極Ｓの水有り検出を経ることなく第３水位検出電極Ｄが水有りを検出した場合不 良と判定する手段でも良い。

【００１３】 第２補助水位制御は冷態起動終了後、第４水位検出電極Ｌが水無しを検出する とポンプ25をＯＮする制御と、第３水位検出電極Ｄの水有り検出により給水ポン プ25をＯＦＦすると共に冷態起動時と同様にブロー弁27を所定時間開放した後、 閉止する制御を含む。

【００１４】 尚、冷態起動時とは缶水が所定温度以下の冷たい状態での起動（燃焼可能状態 とする）時を意味し、実施例では水管23の上部適所に装着した過熱サーモ35によ って缶水温度を検出し、その温度が所定値以下の起動時をいう。

【００１５】 以上の構成において、上記実施例の動作を説明する。 冷態起動時、即ち缶水温度が低い状態での燃焼開始時は第３水位検出手段Ｄに より缶体20内水位が引き上げられると共にブロー弁27が開放されるので、冷態起 動時の過熱防止がなされると共に乾き度低下が抑制される。

【００１６】 その後の運転時はポンプ25は第１水位検出電極ＭによりＯＮされ、第２水位検 出電極ＳによりＯＦＦされるが、上部管寄せ21とセパレ−タ28との間の配管29の 蒸気流の圧力損失が低燃焼時小さく、高燃焼時大きいので、缶体20内水位は低燃 焼時高く、高燃焼時低く制御される。第１水位検出手段Ｍの不良時には第２水位 検出手段Ｓによってバックアップされてポンプ25が制御され、第２水位検出手段 Ｓの不良時には第１水位検出手段Ｍによってバックアップされて、水管23過熱が 防止される。 このバックアップ制御時、水位が異常に低下すると第４水位検出電極Ｌによっ てポンプがＯＮされ、下限水位が保障されて水管過熱の防止がなされ、水位が異 常に上昇すると、第３水位検出電極Ｄによってポンプ25が停止されると共にブロ ー弁27が開放されて上限水位が保障されるので、乾き度を余り低下させることの ない水位制御がなされる。

【００１７】 尚、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、図２に示すように円筒状 缶体の蒸気ボイラにも適用可能である。図２において図１に対応する構成要素は 同一符号を付して詳細な説明を省略する。図２で缶体20は図４と同様の周知の円 筒状缶体を用い、バーナ24も周知のガンタイプバーナやそれに代わるガスバーナ を用いる。

【００１８】 又、水位検出手段としては上記実施例のように別個の水位検出電極Ｌ，Ｓ，Ｍ ，Ｄとするのではなく、一体化された電極（図示しない）であってもよい。

【００１９】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、セパレータに接続の第１水位制御器に給水 ポンプＯＮ−ＯＦＦ制御用の第１水位制御手段と第２水位制御手段とを設けてい るので、燃焼負荷に対応した水位制御が行われる。その結果、水位制御変更幅を 広く取ることができ、適正水位帯の設定が容易となり、ポンプの発停回数を減少 できる。又、第１、第２水位検出手段が故障してもそれぞれ第２水位検出手段、 第１水位検出手段でバックアップでき、水管の過熱を防止できる。更に、下限水 位が第４水位検出手段によって保障され、水管過熱防止機能が補強され、上限水 位が第３水位検出手段によって保障されて乾き度低下防止機能が補強され、信頼 性の高い蒸気ボイラを提供できる等効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の概略を示す説明図であ
る。

【図２】この考案の他実施例の概略を示す説明図であ
る。

【図３】従来例の概略を示す説明図である。

【図４】他の従来例の概略を示す説明図である。

【符号の説明】

20 缶体 21 上部管寄せ 22 上部管寄せ 23 水管 24 バーナ 25 給水ポンプ 27 ブロー弁 28 セパレータ 31 第１水位制御器 32 第２水位制御器 Ｍ 第１水位検出電極（水位検出手段） Ｓ 第２水位検出電極（水位検出手段） Ｄ 第３水位検出電極（水位検出手段） Ｌ 第４水位検出電極（水位検出手段）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部管寄せ21及び下部管寄せ22間に略垂
   直の水管23を接続した缶体20と、前記上部管寄せ21及び
   下部管寄せ22間に連通接続されるセパレータ28と、セパ
   レ−タ28及び下部管寄せ22間に連通接続される第１水位
   制御器31と、前記上部管寄せ21及び下部管寄せ22間に連
   通接続される第２水位制御器32と、前記水管23を少なく
   とも高燃焼と低燃焼とに加熱するバーナ24と、前記缶体
   20に水を供給するポンプ25と、ブロー弁27を介設し缶体
   20内の缶水を排水するブロー配管27を備える蒸気ボイラ
   において、それぞれ前記第１水位制御器31内の所定水位
   を検出するように設けられる第１水位検出手段Ｍと、こ
   の第１水位検出手段Ｍよりも高い所定の水位を検出する
   第２水位検出手段Ｓと、この第２水位検出手段Ｓよりも
   高い所定の水位を検出し冷態起動時の水無し検出時前記
   ポンプ25をＯＮし、水有り検出により前記ポンプ25をＯ
   ＦＦすると共に前記ブロー弁27を開放する第３水位検出
   手段Ｄと、前記第２水位制御器32内の所定水位を検出し
   水無しを検出した際にポンプ25をＯＮする第４水位検出
   手段Ｌとを具備し、前記第１水位検出手段Ｍの水無し検
   出に基づいて前記ポンプ25をＯＮし、前記第２水位検出
   手段Ｓの水有り検出に基づいて前記ポンプ25をＯＦＦし
   て前記缶体20内水位を所定の水位幅に制御する主水位制
   御手段と、前記第１水位検出手段Ｍの不良検出手段によ
   り不良が検出された時前記第２水位検出手段Ｓによって
   前記ポンプ25をＯＮ−ＯＦＦ制御し、前記第２水位検出
   手段Ｓの不良検出手段により不良が検出された時前記第
   １水位検出手段Ｍにより前記ポンプ25をＯＮ−ＯＦＦ制
   御すると第１補助水位制御手段と、前記第４水位検出手
   段Ｌの水無し検出により前記ポンプ25をＯＮし、前記第
   ３水位検出手段Ｄの水有り検出により前記ポンプ25をＯ
   ＦＦすると共に前記ブロー弁27を開放する第２補助水位
   制御手段とを有することを特徴とするボイラの水位制御
   装置。